一种电动汽车辅助供电装置
阅读说明：本技术 一种电动汽车辅助供电装置 (Auxiliary power supply device for electric automobile ) 是由 夏光旭 于 2021-10-21 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种电动汽车辅助供电装置,涉及电动汽车技术领域,包括太阳能发电模块,风力发电模块,检测模块,主控制模块,切换模块,通信模块,辅助供电模块,主供电模块；所述太阳能发电模块用于太阳能发电,风力发电模块用于风力发电,检测模块用于检测太阳能发电模块和风力发电模块输出的电压电流信号和风力发电模块输出的转速信号,主控制模块用于接收电压电流信号,输出控制信号和输出数据,通信模块用于与用户终端进行通信。本发明电动汽车辅助供电装置采用太阳能发电、风力发电和主电源互补的供电方式为辅助电源进行供电,当太阳能发电和风力发电还可为主电源提供电量,节约电资源,并且通过简易蓝牙通信便可得知电源的电量情况。(The invention discloses an auxiliary power supply device of an electric automobile, which relates to the technical field of electric automobiles and comprises a solar power generation module, a wind power generation module, a detection module, a main control module, a switching module, a communication module, an auxiliary power supply module and a main power supply module; the solar power generation module is used for solar power generation, the wind power generation module is used for wind power generation, the detection module is used for detecting voltage and current signals output by the solar power generation module and the wind power generation module and rotating speed signals output by the wind power generation module, the main control module is used for receiving the voltage and current signals and outputting control signals and output data, and the communication module is used for communicating with a user terminal. The auxiliary power supply device for the electric automobile adopts a power supply mode of complementation of solar power generation, wind power generation and a main power supply to supply power for the auxiliary power supply, and when the solar power generation and the wind power generation supply can also supply electric quantity for the main power supply, the electric resource is saved, and the electric quantity condition of the power supply can be known through simple Bluetooth communication.)
技术领域
本发明涉及电动汽车技术领域，具体是一种电动汽车辅助供电装置。
背景技术
随着环境污染、能源危机的不断加剧，传统的内燃汽车的缺点也被放大，因此一种污染小、能源利用率高的电动汽车开始不断走进人们的生活，我国的电动汽车市场迎来了爆发式的增长，各种新能源电动汽车应运而生，为了提高电动汽车的续航能力，经常采用辅助电源为用电设备进行供电，但是大部分的电动汽车都提前为辅助电源储存电能或者采用太阳能转换的方式提高辅助电源的续航能力，不过由于太阳能转换因素和使用条件的限制，导致太阳能无法被充分利用，在阴暗的环境下，仍然会导致无法正常供电而导致辅助电源需要主电源进行供电，不利于电动汽车的长久使用，并且大部分时候用户无法得知电动汽车辅助电源的电量。
发明内容
本发明实施例提供一种电动汽车辅助供电装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
依据本发明实施例中，提供一种电动汽车辅助供电装置，该电动汽车辅助供电装置包括：太阳能发电模块，风力发电模块，检测模块，主控制模块，切换模块，通信模块，辅助供电模块，主供电模块；
所述太阳能发电模块，用于将太阳能转换为电能，用于将电能进行DC-DC转换；
所述风力发电模块，用于通过发电机将风能转换为电能，用于将电能进行AC-DC转换；
所述检测模块，用于检测所述太阳能发电模块、所述风力发电模块、所述辅助供电模块和主电源模块输出的电压电流信号，用于检测所述风力发电模块的转速；
所述主控制模块，用于接收所述检测模块输出的电压电流信号，用于输出控制信号，用于将接收的电压电流信号进行处理并输出数据；
所述切换模块，用于切换所述辅助供电模块和主供电模块；
所述通信模块，用于接收所述主控制模块输出的数据并通过无线通信与用户终端进行通信；
所述辅助供电模块和主供电模块，用于存储电能并分工为电动汽车提供电能。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明电动汽车辅助供电装置采用太阳能发电、风力发电和主电源互补的供电方式为辅助电源进行供电，极大的提高了辅助电源的可靠性和续航能力，当太阳能发电和风力发电在处于闲置时还可为主电源提供电量，节约电资源，并且通过简易蓝牙通信便可得知电源的电量情况，为用户出行做好充分准备。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实例提供的电动汽车辅助供电装置的原理方框示意图。
图2为本发明实例提供的风力发电模块和检测模块的原理示意图。
图3为本发明实例提供的风力发电模块和检测模块电路图。
图4为本发明实例提供的电压检测单元的原理示意图。
图5为本发明实例提供的电压检测单元电路图。
图6为本发明实例提供的通信模块电路图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参见图1，本发明实施例提供一种电动汽车辅助供电装置，该电动汽车辅助供电装置包括：太阳能发电模块1，风力发电模块2，检测模块3，主控制模块4，切换模块5，通信模块6，辅助供电模块7，主供电模块8；
具体地，太阳能发电模块1，用于将太阳能转换为电能，用于将电能进行DC-DC转换；所述太阳能发电模块1的第一端连接检测模块3的第一端；
风力发电模块2，用于通过发电机将风能转换为电能，用于将电能进行AC-DC转换；所述风力发电模块2的第一端连接检测模块3的第二端；
检测模块3，用于检测所述太阳能发电模块1、所述风力发电模块2、所述辅助供电模块7和主电源模块输出的电压电流信号，用于检测所述风力发电模块2的转速；所述检测模块3的第三端连接主控制模块4的第一端；
主控制模块4，用于接收所述检测模块3输出的电压电流信号，用于输出控制信号，用于将接收的电压电流信号进行处理并输出数据；所述主控制模块4的第二端连接切换模块5的第四端；
切换模块5，用于切换所述辅助供电模块7和主供电模块8；所述切换模块5的第三端连接太阳能发电模块1的第二端和风力发电模块2的第二端；
通信模块6，用于接收所述主控制模块4输出的数据并通过无线通信与用户终端进行通信；所述通信模块6连接主控制模块4的第三端；
辅助供电模块7和主供电模块8，用于存储电能并分工为电动汽车提供电能；所述辅助供电模块7连接切换模块5的第一端，主供电模块8连接切换模块5的第二端。
在具体实施例中，上述太阳能发电模块1可采用太阳能光伏板将太阳能转换为电能，再通过DC-DC转换调节输出电压；上述风力发电模块2可采用扇叶带动发电机将风能转换为电能，并通过电压转换处理输出的电压为电源提供稳定电压；上述检测模块3可采用转速测量转换器U2检测发电机的转速，预防扇叶转速过快导致发电机故障，检测电源输出电压时可采用差分放大电路、RC滤波电路和隔离电路处理检测的电压信号，检测电源输出的交直电流可采用低通滤波放大电路即可；上述主控制模块4可采用MCU（Micro controllerUnit，单片机）或者CPU（central processing unit，中央处理器）控制电源切换和数据的接收与传输；上述切换模块5采用开关管控制为主供电模块8供电和辅助供电模块7供电，其中开关管通过主控制模块4智能控制；上述通信模块6可采用蓝牙进行无线通信，不仅高抗干扰、功耗低且有效简化了移动通信终端设备之间的通信；上述辅助供电模块7和主供电模块8分别采用辅助电源和主电源为电动汽车进行供电，在此不做赘述。
实施例2：在实施例1的基础上，请参阅图2和图3，在本发明所述的电动汽车辅助供电装置的一个具体实施例中，所述风力发电模块2包括风力发电单元201和电压转换单元202；所述检测模块3包括转速检测单元301和电压检测单元302；
具体地，风力发电单元201，用于将风能转换为交流电能；
电压转换单元202，用于将所述风力发电单元201输出的交流电能转换为直流电压，用于将转换的直流电压进行DC/DC转换；
转速检测单元301，用于检测所述风力发电单元201的转速；
电压检测单元302，用于采样并处理所述电压转换单元202输出的直流电压；所述风力发电单元201的第一端连接电压转换单元202的第一端，风力发电单元201的第二端连接转速检测单元301的第一端，转速检测单元301的第二端连接主控制模块4的第一端，电压转换单元202的第二端连接电压检测单元302的第一端，电压检测单元302的第二端连接主控制模块4的第二端，电压转换单元202的第三端连接主控制模块4的第三端。
进一步地，所述风力发电单元201包括发电机W1；所述电压转换单元202包括整流器G1，第一电容C1、第一开关管Q1、第二开关管Q2、第一二极管D1、第二二极管D2、第一电感L1、第二电感L2、第一电阻R1和第三二极管D3；
具体地，发电机W1的第一端和第二端连接整流器G1的第一端和第三端，整流器G1的第四端连接第一电容C1、第一开关管Q1的集电极和第二开关管Q2的集电极，第一开关管Q1的发射极连接第一二极管D1的阴极和第一电感L1，第二开关管Q2的发射极连接第二电感L2和第二二极管的阴极，第二二极管D2的另一端和第一二极管D1的另一端通过第一电阻R1连接第三二极管D3的阴极，整流器G1的第二端、第一电容C1的另一端、第一二极管D1的阳极和第二二极管D2的阳极接地。
进一步地，所述转速检测单元301包括第二电阻R2、第三电阻R3、第六电阻R6、第一电源+5V、第一运放A1和转速测量转换器U2；
具体地，转速测量转换器U2的检测端连接所述发电机W1的第三端，转速测量转换器U2的输出端连接第一运放A1的同相端，第一运放A1的反相端连接第二电阻R2和第三电阻R3，第二电阻R2的另一端连接地端，第三电阻R3的另一端连接第一电源+5V和第六电阻R6，第六电阻R6的另一端连接第一运放A1的输出端。
进一步地，所述主控制模块4包括第一控制器U1；
具体地，第一控制器U1的第一驱动端连接第一开关管Q1的栅极，第一控制器U1的第二驱动端连接第二开关管Q2的栅极，第一控制器U1的第一IO端连接第一运放A1的输出端。
在具体实施例中，上述第一开关管Q1和第二开关管Q2可选用IGBT（InsulatedGate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管），也可选用MOSFET（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，金氧半场效晶体管），组成双Boost升压电路，通过第一控制器U1驱动实现DC-DC转换，上述整流器G1可采用桥式整流器G1，将发电机W1输出的交流电进行AC-DC转换；上述第一运放A1可选用OP07系列运算放大器，在此作比较器，检测发电机W1的转速；上述第二开关管Q2可选用MOSFET管，通过第一控制器U1控制其闭断进而控制继电器K的工作；上述继电器K的触点实现将辅助供电模块7或者主供电模块8接入充电。
实施例3：在实施例2的基础上，请参阅图4和图5，在本发明所述的电动汽车辅助供电装置的一个具体实施例中，所述电压检测单元302包括采样电路401，差分电路402、隔离滤波电路403和钳位电路404；
具体地，采样电路401，用于采样所述电压转换单元202输出的直流电压；
差分电路402，用于将采样的电压信号进行差分放大处理；
隔离滤波电路403，用于防止所述主控制模块4干扰采样的电压信号并滤除杂波；
钳位电路404，用于保持电压信号幅值和相位与所述主控制模块4相同；所述采样电路401第一端连接所述电压转换单元202第二端，采样电路401的第二端通过差分电路402连接所述隔离滤波电路403的第一端，隔离滤波电路403的第二端通过钳位电路404连接主控制模块4的第二端。
进一步地，所述采样电路401包括第七电阻R7和第八电阻R8；所述差分电路402包括第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第二电容C2、第二运放A2、第三电容C3和第十二电阻R12；
具体地，第七电阻R7的第一端连接第三二极管D3的阳极，第七电阻R7的第二端连接第八电阻R8和第九电阻R9，第八电阻R8的另一端通过第十电阻R10连接第十一电阻R11、第二电容C2和第二运放A2的同相端，第九电阻R9的另一端连接第二运放A2的反相端、第三电容C3和第十二电阻R12，第三电容C3的另一端连接第十二电阻R12的另一端和第二运放A2的输出端，第十一电阻R11的另一端和第二电容C2的另一端接地。
进一步地，所述隔离滤波电路403包括第三运放A3、第十三电阻R13和第四电容C4；所述钳位电路404包括第六二极管D6、第七二极管D7和第二电源+3.3V；
具体地，第三运放A3的同相端连接第二运放A2的输出端，第三运放A3的反相端连接第三运放A3的输出端并通过第十三电阻R13连接第六二极管D6的阳极和第七二极管D7的阴极，第七二极管的阳极和第四电容C4的另一端接地，第六二极管D6的阴极连接第二电源+3.3V。
进一步地，所述切换模块5包括第四电阻R4、第五电阻R5、第四二极管D4、第三开关管D3、第五二极管D5和继电器K；
具体地，第三开关管D3的栅极连接第四电阻R4、第五电阻R5和第四二极管D4的阳极，第三开关管D3的源极连接第五电阻R5的另一端和地端，第三开关管D3的漏极连接第五二极管的阳极和继电器K，继电器K的另一端和第五二极管D5的阴极连接第一电源+5V，第四电阻R4的另一端连接第四二极管的阴极和第一控制器U1的第三驱动端，继电器K的触点动端连接第三二极管D3的阴极。
在具体实施例中，上述第七电阻R7和第八电阻R8组成电阻分压器，检测电压转换模块输出电压；上述第二运放A2和第三运放A3可选用LF353挥着TL082运算放大器，第二运放A2放大器配合周围元器件组成差分放大器，将采样的电压信号进行差分放大，第三运放A3组成电压跟随器，防止所述主控制模块4干扰采样的电压信号；上述第十三电阻R13和第四电容C4组成RC滤波器，去除杂波；上述第六二极管D6和第七二极管D7可选用1N4148二极管。
实施例4：在实施例1的基础上，请参阅图6，在本发明所述的电动汽车辅助供电装置的一个具体实施例中，所述通信模块6包括第一开关S1、第二开关S2、第五电容C5、第三电源+3.3V和通信芯片U3；
具体地，通信芯片U3的通信端连接所述第一控制器U1的通信端，通信芯片U3的电源端连接第一开关S1和第五电容C5，第一开关S1的另一端连接第三电源+3.3V和第二开关S2，第二开关S2的另一端连接通信芯片U3的第一IO端，通信芯片U3的接地端连接第五电容C5的另一端和地端，通信芯片U3的第二IO端连接第一控制器U1的第三IO端。
在具体实施例中，上述通信芯片U3可选用HC-05蓝牙通信芯片U3作为从机工作，其他外围设备蓝牙作为主机与该芯片匹配通信，其中通过第一控制器U1的通用串行接口（UART）作为蓝牙芯片的接口，实现数据的传输，其中第一开关S1为蓝牙芯片的电源开关，第二开关S2为主从配置开关，闭合时通信芯片U3即可搜寻所需配对的设备。
在本发明实施例中，通过太阳能发电模块1和风力发电模块2互补为辅助供电模块7进行供电，通过检测模块3检测辅助供电模块7、主供电模块8、太阳能发电模块1和风力发电模块2的输出电压，当太阳能发电模块1和风力发电模块2良好时，则通过太阳能发电模块1和风力发电模块2为辅助供电模块7供电，当检测辅助供电模块7电量充足时，则可控制切换模块5断开辅助供电模块7并为主供电模块8供电，如果太阳能发电模块1和风力发电模块2都无法正常工作，则辅助供电模块7则通过主供电模块8供电，该辅助供电模块7、主供电模块8、太阳能发电模块1和风力发电模块2的电量信息都将通过通信模块6传输给用户终端；其中通信模块6通过蓝牙设备进行无线通信，方便快捷。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。